Điều khiển góc nghiêng Pitch dựa trên quan sát nhiễu bất định cho hệ thống động cơ thủy lực trong tua-bin gió
122 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.94.2024.39-47Từ khóa:
Động cơ servo thủy lực; Góc nghiêng Pitch; Bộ quan sát nhiễu bất định; Điều khiển trượt mặt động; Điều khiển cuốn chiếu; Mạng nơ-ron cơ sở xuyên tâm.Tóm tắt
Nội dung bài báo trình bày mô hình động cơ servo thủy lực truyền động cánh quạt tua-bin gió dưới tác động của tổng nhiễu bất định gồm sai số mô hình, mô men tải gió và mô men ma sát, từ đó, áp dụng các bộ điều khiển và quan sát nhiễu bất định để tăng độ chính xác, bền vững trong quá trình điều khiển hoạt động góc nghiêng Pitch của cánh quạt tua-bin gió. Cấu trúc điều khiển kết hợp bộ quan sát nhiễu và bộ điều khiển trượt mặt động (DSC - Dynamic Surface Control) được đề xuất, trong đó, bộ quan sát được thiết kế để hạn chế những ảnh hưởng do thành phần nhiễu bất định gây ra cho hệ thống tua-bin gió. Kết quả mô phỏng và thực hiện so sánh bộ điều khiển đề xuất với các bộ điều khiển cuốn chiếu (BSP-Backstepping) và điều khiển trượt mặt động đã minh chứng sự cải thiện về chất lượng điều khiển và được đánh giá định tính dựa trên căn bậc hai độ lệch bình phương trung bình (RMSE-Root Mean Square Error).
Tài liệu tham khảo
[1]. M. Aleem, S. Bhattacharya, J. Mendoza, and G. Prakhya, Wind Energy Engineering: A Handbook for Onshore and Offshore Wind Turbines. Elsevier, (2023). doi: https://doi.org/10.1016/C2021-0-00258-3. DOI: https://doi.org/10.1016/C2021-0-00258-3
[2]. R. Nash, R. Nouri, and A. Vasel-be-hagh, “Wind turbine wake control strategies : A review and concept proposal,” Energy Convers. Manag., vol. 245, no. April, p. 114581, (2021), doi: 10.1016/j.enconman.2021.114581. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114581
[3]. X. X. Yin, Y. G. Lin, W. Li, Y. J. Gu, P. F. Lei, and H. W. Liu, “Adaptive back-stepping pitch angle control for wind turbine based on a new electro-hydraulic pitch system,” Int. J. Control, vol. 88, no. 11, pp. 2316–2326, (2015), doi: 10.1080/00207179.2015.1041554. DOI: https://doi.org/10.1080/00207179.2015.1041554
[4]. X. Yin, W. Zhang, Z. Jiang, and L. Pan, “Adaptive robust integral sliding mode pitch angle control of an electro-hydraulic servo pitch system for wind turbine,” Mech. Syst. Signal Process., vol. 133, p. 105704, (2019), doi: 10.1016/j.ymssp.2018.09.026. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2018.09.026
[5]. A. Shourangiz-Haghighi et al., “Developing More Efficient Wind Turbines: A Survey of Control Challenges and Opportunities,” IEEE Ind. Electron. Mag., vol. 14, no. 4, pp. 53–64, Dec. (2020), doi: 10.1109/MIE.2020.2990353. DOI: https://doi.org/10.1109/MIE.2020.2990353
[6]. T. Salic, J. F. Charpentier, M. Benbouzid, and M. Le Boulluec, “Control Strategies for Floating Offshore Wind Turbine: Challenges and Trends,” Electronics, vol. 8, no. 10, p. 1185, Oct. (2019), doi: 10.3390/electronics8101185. DOI: https://doi.org/10.3390/electronics8101185
[7]. D. Zhang, P. Cross, X. Ma, and W. Li, “Improved control of individual blade pitch for wind turbines,” Sensors Actuators, A Phys., vol. 198, pp. 8–14, (2013), doi: 10.1016/j.sna.2013.04.020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sna.2013.04.020
[8]. H. Jafarnejadsani, J. Pieper, and J. Ehlers, “Adaptive control of a variable-speed variable-pitch wind turbine using radial-basis function neural network,” IEEE Trans. Control Syst. Technol., vol. 21, no. 6, pp. 2264–2272, (2013), doi: 10.1109/TCST.2012.2237518. DOI: https://doi.org/10.1109/TCST.2012.2237518
[9]. I. Poultangari, R. Shahnazi, and M. Sheikhan, “RBF neural network based PI pitch controller for a class of 5-MW wind turbines using particle swarm optimization algorithm,” ISA Trans., vol. 51, no. 5, pp. 641–648, (2012), doi: 10.1016/J.ISATRA.2012.06.001. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isatra.2012.06.001
[10]. H. Ren, G. Deng, B. Hou, S. Wang, and G. Zhou, “Finite-Time Command Filtered Backstepping Algorithm-Based Pitch Angle Tracking Control for Wind Turbine Hydraulic Pitch Systems,” IEEE Access, vol. 7, pp. 135514–135524, (2019), doi: 10.1109/ACCESS.2019.2941891 DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2941891
